Повышение производительности шестиручьвых сортовых МНЛЗ ПАО "Енакиевский металлургический завод". Достигнутые показатели. Перспективы развития

Подкорытов А.Л., Семион И.Ю., Оробцев А.Ю., Дымченко Е.Н., Стриченко С.М.
ПАО «ЕМЗ»
Плугатарь В.С.
ПАО «НКМЗ»
УДК 621.74.047

Сортовые МНЛЗ на ПАО «Енакиевский металлургический завод» (ПАО «ЕМЗ») введены в эксплуатацию в конвертерном цехе в 2003 г (МНЛЗ№1) и в 2004 г (МНЛЗ№2). В настоящее время ПАО «ЕМЗ» является лидером по производству сортовой непрерывнолитой заготовки (НЛЗ) среди металлургических заводов Украины.

В период с 2002 по 2004 гг. в ходе реконструкции сталеплавильного производства в конвертерном цехе было смонтирован и запущен в эксплуатацию комплекс оборудования для двух 6-ручьевых сортовых МНЛЗ.

Краткая техническая характеристика машин непрерывного литья сортовых заготовок поставки НКМЗ (таблица 1).

В состав оборудования МНЛЗ входят гильзовые кристаллизаторы длиной 1000 мм, электромеханический механизм качания, 5-и секционная зона вторичного охлаждения (ЗВО), построенная под концепцию «полужесткой» затравка, пятироликовые тянуще-правильные машины с плавным разгибом в двухфазном состоянии. МНЛЗ предназначены для стопорной и бесстопорной разливки широкого марочного сортамента, включающего рядовые, качественные и низколегированные марки стали, в квадратные заготовки сечением от 100 мм до 150 мм.

Таблица 1 - Техническая характеристика машин непрерывного литья сортовых заготовок поставки НКМЗ

С момента ввода МНЛЗ в эксплуатацию одной из важнейших задач является повышение производства непрерывнолитой заготовки. Основными путями повышения производительности МНЛЗ нами были определены снижение простоев МНЛЗ за счет повышения количества плавок, разливаемых без остановки машины (серийности), сокращение времени проведения ремонтных работ за счет повышения надежности оборудования, определения межремонтных периодов для всех агрегатов, внедрения систем диагностики и повышение производства МНЛЗ в «горячий» час, в основном за счет увеличения скорости разливки стали.

Программа увеличения серийности плавок состояла из следующих мероприятий:

• усовершенствование конфигурации футеровки промковша;
• подбор оптимальной схемы футеровки рабочего слоя промковша с применением усиленного бойного места и металлоприемника;
• оснащение МНЛЗ системой быстрой смены стаканов дозаторов промковша;
• поиск оптимальной утепляющей смеси для зеркала металла в промковше;
• использование технологии быстрой смены промковша.

Важным мероприятием по повышению серийности на МНЛЗ было изменение формы промежуточного ковша, осуществлявшееся совместными усилиями специалистов ПАО «ЕМЗ», ОАО «НКМЗ» (рис. 1). Параллельно работам по реконструкции промежуточного ковша совершенствовалась схема его футеровки и режимы сушки и разогрева. Основной целью модернизации металлоконструкций промковша являлось удаление задней стенки от места падения струи металла из стальковша и организация оптимального движения металла в объеме промковша.

Рис. 1 - Изменение конструкции промежуточного ковша

Внедрение системы быстрой смены стаканов дозаторов промковша (БСС) явилось эффективным мероприятием, позволившим существенно увеличить производительность МНЛЗ. Использование системы БСС позволило увеличить количество работающих ручьев (перезапуск ручьев потерянных в результате обрывов либо прорывов, закрытых по организационным причинам), увеличить количество плавок разлитых в рамках одной серии, позволило производить регулировку скоростного режима разливки в узких пределах.

После ввода в эксплуатацию новой схемы футеровки промковша и освоения системы БСС фактором, ограничивающим рост серийности, являлся интенсивный износ шлакового пояса промковша. С целью поиска оптимальной утепляющей смеси для промковша были опробованы продукты различных поставщиков. Лучшие результаты по минимальной агрессии к футеровке промковша, а также по удельным затратам показала зола рисовой лузги.

Наряду с увеличением серийности нашла широкое применение технология «быстрой смены промковша». Использование технологии «быстрой смены промковша» на сортовых МНЛЗ, как правило, сдерживается высокой аварийностью во время проведения данной операции, т.к. заготовка длительное время находится в кристаллизаторе и на разливочной дуге, вследствие чего возможно снижение температуры заготовки и потеря ручья после его запуска. Технология быстрой смены промковша в настоящее время освоена при разливке всех типоразмеров НЛЗ. Максимальное количество плавок разлитых непрерывно с применением технологии «быстрой смены промковша»составило 225 плавок (осуществлено 5 смен промковшей в процессе разливки 6 серий НЛЗ сечением 150x150 мм). В результате активного использования технологии «быстрой смены промковша» достигнуто значительное снижение времени межсерийных простоев МНЛЗ (рис. 2).

Рис.2 - Продолжительность межсерийных простоев

Рис.3 - Серийность

В настоящее время технология смены промковша получила широкое распространение в процессе разливки стали на сортовых МНЛЗ Енакиевского металлургического завода. За счет применения данной технологии достигнуто увеличение среднесуточного производства на 100-220 тонн непрерывнолитой заготовки.

Внедрение вышеперечисленных технических и технологических мероприятий обеспечило рост основных параметров разливки, в т.ч. скоростного режима разливки на 5,9 – 11,2 % в зависимости от разливаемого сечения, продолжительности разливки через один промежуточный ковш (серийность) в 1,5 – 2 раза (см. рис. 3), ручейности на 3,6 %, что в итоге обеспечило перевыполнение проектных мощностей МНЛЗ№№1,2 на 40% по итогам работы в 2010 г.

Дальнейший рост производительности МНЛЗ обеспечивался в основном за счет увеличения скорости разливки. Для выполнения данной задачи требовался более интенсивный режим охлаждения НЛЗ в ЗВО, компенсирующий удлинение глубины проникновения жидкой лунки, в рамках постоянных проектных величин – базовый радиус МНЛЗ, длина зоны вторичного охлаждения и металлургическая длина.

Для решения поставленной задачи решено внедрить между окончанием четвертой секцией ЗВО и обшивкой бункера дополнительную 5-ю секцию ЗВО, имеющую эффективную длину 875 мм, оснащенную 4-мя рядами форсунок по 4-м граням НЛЗ (общее количество форсунок составило 16 шт), расположение 5-й секции ЗВО представлено на рисунке 4.

Рис. 4 - 5-я секция ЗВО

Начиная с марта 2010 г на МНЛЗ№2 начато опытно-промышленное опробование разливки на МНЛЗ с охлаждением в 5-ти секциях ЗВО. В феврале текущего года закончено монтирование 5-й секции ЗВО по всем ручьям МНЛЗ№2. В ходе освоения технологии разливки НЛЗ в пятисекционной ЗВО, в т.ч. разработки режимов охлаждения для низко-, средне- и высокоуглеродистого сортамента, замера температуры поверхности НЛЗ по ходу продвижения заготовки по технологической оси ручья, анализа макроструктуры темплетов отобранных в процессе разливки опытных плавок, получен прирост скорости разливки на 7-10% до средней 3,0 м/мин и максимальной – 3,2 м/мин, при разливке НЛЗ сечением 150x150мм, без снижения качественных показателей поверхности, геометрических размеров и макроструктуры НЛЗ.

В настоящий момент, в рамках программы по повышению производительности МНЛЗ№№1,2 находится на стадии проработки и внедрения ряд мероприятий, основными из которых являются:

• Установка рессорно-гидравлических механизмов качания кристаллизаторов;
• Проработка вопроса удлинения 5-й секции за бункер ЗВО;
• Изменение схемы разгиба и правки НЛЗ в тянуще-правильной машине ТПМ;
• Интенсификация процесса охлаждения НЛЗ на холодильнике МНЛЗ;
• Внедрение ряда технических решений направленных на снижение тепловой нагрузки на оборудование МНЛЗ.

Выводы

• Совершенствование технологии, а также внедрение новых технических решений в практику разливки стали на МНЛЗ позволило довести годовую производительность МНЛЗ№№1,2 ПАО «ЕМЗ» до 2401,98 тыс.т НЛЗ, что на 20% превышает проектные показатели по производительности.
• С целью обеспечения дальнейшего роста производительности МНЛЗ, совместно со специалистами ПАО «НКМЗ» разработана программа, основными мероприятиями которой являются:
• Изменение конструкции промковша направленное на увеличение его емкости.
• Изменение схемы разгиба НЛЗ в ТПМ.
• Модернизация ЗВО.

© Подкорытов А.Л., Семион И.Ю., Оробцев А.Ю., Дымченко Е.Н., Стриченко С.М., Плугатарь В.С., 2011